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package nistec

import (
	"crypto/elliptic/internal/fiat"
	"crypto/subtle"
	"errors"
)

var p224B, _ = new(fiat.P224Element).SetBytes([]byte{0xb4, 0x05, 0x0a, 0x85,
	0x0c, 0x04, 0xb3, 0xab, 0xf5, 0x41, 0x32, 0x56, 0x50, 0x44, 0xb0, 0xb7,
	0xd7, 0xbf, 0xd8, 0xba, 0x27, 0x0b, 0x39, 0x43, 0x23, 0x55, 0xff, 0xb4})

var p224G, _ = NewP224Point().SetBytes([]byte{0x04,
	0xb7, 0x0e, 0x0c, 0xbd, 0x6b, 0xb4, 0xbf, 0x7f, 0x32, 0x13, 0x90, 0xb9,
	0x4a, 0x03, 0xc1, 0xd3, 0x56, 0xc2, 0x11, 0x22, 0x34, 0x32, 0x80, 0xd6,
	0x11, 0x5c, 0x1d, 0x21, 0xbd, 0x37, 0x63, 0x88, 0xb5, 0xf7, 0x23, 0xfb,
	0x4c, 0x22, 0xdf, 0xe6, 0xcd, 0x43, 0x75, 0xa0, 0x5a, 0x07, 0x47, 0x64,
	0x44, 0xd5, 0x81, 0x99, 0x85, 0x0, 0x7e, 0x34})

const p224ElementLength = 28

// P224点是一个P-224点。零值无效。
type P224Point struct {
	// 点用投影坐标（X:Y:Z）表示，
	// 其中X=X/Z和Y=Y/Z。
	x, y, z *fiat.P224Element
}

// newP224点返回一个新的P224点，表示无穷远处的点。
func NewP224Point() *P224Point {
	return &P224Point{
		x: new(fiat.P224Element),
		y: new(fiat.P224Element).One(),
		z: new(fiat.P224Element),
	}
}

// newP224生成器将新的P224点集返回给规范生成器。
func NewP224Generator() *P224Point {
	return (&P224Point{
		x: new(fiat.P224Element),
		y: new(fiat.P224Element),
		z: new(fiat.P224Element),
	}).Set(p224G)
}

// Set设置p=q并返回p.
func (p *P224Point) Set(q *P224Point) *P224Point {
	p.x.Set(q.x)
	p.y.Set(q.y)
	p.z.Set(q.z)
	return p
}

// SetBytes将p设置为
// b中编码的压缩、未压缩或无限值，如第1节2.0版第2.3.4节所述。如果该点不在
// 曲线上，则返回零和错误，且接收器不变。
// 否则返回p.
func (p *P224Point) SetBytes(b []byte) (*P224Point, error) {
	switch {
	// 指向无穷大。
	case len(b) == 1 && b[0] == 0:
		return p.Set(NewP224Point()), nil

	// 未压缩表单。
	case len(b) == 1+2*p224ElementLength && b[0] == 4:
		x, err := new(fiat.P224Element).SetBytes(b[1 : 1+p224ElementLength])
		if err != nil {
			return nil, err
		}
		y, err := new(fiat.P224Element).SetBytes(b[1+p224ElementLength:])
		if err != nil {
			return nil, err
		}
		if err := p224CheckOnCurve(x, y); err != nil {
			return nil, err
		}
		p.x.Set(x)
		p.y.Set(y)
		p.z.One()
		return p, nil

	// 压缩格式
	case len(b) == 1+p224ElementLength && b[0] == 0:
		return nil, errors.New("unimplemented") // TODO（filippo）

	default:
		return nil, errors.New("invalid P224 point encoding")
	}
}

func p224CheckOnCurve(x, y *fiat.P224Element) error {
	// x³-3x+b。
	x3 := new(fiat.P224Element).Square(x)
	x3.Mul(x3, x)

	threeX := new(fiat.P224Element).Add(x, x)
	threeX.Add(threeX, x)

	x3.Sub(x3, threeX)
	x3.Add(x3, p224B)

	// y²=x³-3x+b 
	y2 := new(fiat.P224Element).Square(y)

	if x3.Equal(y2) != 1 {
		return errors.New("P224 point not on curve")
	}
	return nil
}

// 字节返回p的未压缩或无限编码，如
// 第1节，2.0版，第2.3.3节所述。请注意，
// 无穷大处的点的编码比所有其他编码都短。
func (p *P224Point) Bytes() []byte {
	// 此函数的作用是使分配内联到调用方
	// 而不是在堆上进行。
	var out [133]byte
	return p.bytes(&out)
}

func (p *P224Point) bytes(out *[133]byte) []byte {
	if p.z.IsZero() == 1 {
		return append(out[:0], 0)
	}

	zinv := new(fiat.P224Element).Invert(p.z)
	xx := new(fiat.P224Element).Mul(p.x, zinv)
	yy := new(fiat.P224Element).Mul(p.y, zinv)

	buf := append(out[:0], 4)
	buf = append(buf, xx.Bytes()...)
	buf = append(buf, yy.Bytes()...)
	return buf
}

// 添加集合q=p1+p2，并返回q。点可能重叠。
func (q *P224Point) Add(p1, p2 *P224Point) *P224Point {
	// 从“
	// 素数阶椭圆曲线的完全加法公式”得到的a=-3的完全加法公式（https:

	t0 := new(fiat.P224Element).Mul(p1.x, p2.x) // /t0:=X1*X2 
	t1 := new(fiat.P224Element).Mul(p1.y, p2.y) // /t1:=Y1*Y2 
	t2 := new(fiat.P224Element).Mul(p1.z, p2.z) // /t2:=Z1*Z2 
	t3 := new(fiat.P224Element).Add(p1.x, p1.y) // /t3:=X1+Y1 
	y3.Mul(p224B, y3)                           // Y3：=b*Y3月3日的
	t2.Mul(t0, y3)                              // ：：：：：：：：：=t0*3 3个

	q.x.Set(x3)
	q.y.Set(y3)
	q.z.Set(z3)
	return q
}

func (q *P224Point) Double(p *P224Point) *P224Point {
	// 从“
	// 素数阶椭圆曲线的完全加法公式”得到的a=-3的完全加法公式（https:

	t0 := new(fiat.P224Element).Square(p.x)    // t0:=X^2 
	t1 := new(fiat.P224Element).Square(p.y)    // t1:=Y^2 
	t2 := new(fiat.P224Element).Square(p.z)    // t2:=Z^2 
	t3 := new(fiat.P224Element).Mul(p.x, p.y)  // t3:=X*Y 
	t3.Add(t3, t3)                             // t3:=t3 
	z3 := new(fiat.P224Element).Mul(p.x, p.z)  // Z3:=X*Z 
	y3 := new(fiat.P224Element).Mul(p224B, t2) // Y3:=b*t2 
	z3.Add(z3, z3)                             // Z3:=Z3+Z3 

	q.x.Set(x3)
	q.y.Set(y3)
	q.z.Set(z3)
	return q
}

// 如果cond==1，选择将q设置为p1，如果cond==0，选择将q设置为p2。
func (q *P224Point) Select(p1, p2 *P224Point, cond int) *P224Point {
	q.x.Select(p1.x, p2.x, cond)
	q.y.Select(p1.y, p2.y, cond)
	q.z.Select(p1.z, p2.z, cond)
	return q
}

// ScalarMult设置p=scalar*q，并返回p。
func (p *P224Point) ScalarMult(q *P224Point, scalar []byte) *P224Point {
	// 表包含q的前16个倍数。显式newp224点调用
	// 内联，让分配活动在堆栈上。
	var table = [16]*P224Point{
		NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(),
		NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(),
		NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(),
		NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(), NewP224Point(),
	}
	for i := 1; i < 16; i++ {
		table[i].Add(table[i-1], q)
	}

	// 我们用一个四位窗口来代替经典的双精度和加法链：我们双精度四次，然后加[0-15]P
	t := NewP224Point()
	p.Set(NewP224Point())
	for _, byte := range scalar {
		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)

		for i := uint8(0); i < 16; i++ {
			cond := subtle.ConstantTimeByteEq(byte>>4, i)
			t.Select(table[i], t, cond)
		}
		p.Add(p, t)

		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)

		for i := uint8(0); i < 16; i++ {
			cond := subtle.ConstantTimeByteEq(byte&0b1111, i)
			t.Select(table[i], t, cond)
		}
		p.Add(p, t)
	}

	return p
}
